泰坦尼克号的悲剧与材料的力学性能

    泰坦尼克号(Titanic)：20世纪初，由英国白星航运公司制造的一艘巨大豪华客轮。是当时世界上最大的豪华客轮，被称为是“永不沉没的”或是“梦幻客轮”。1912年4月10日，泰坦尼克号从英国南安普顿驶往纽约，开始了这艘“梦幻客轮”的处女航。4月14日晚在北大西洋撞上冰山而沉没，由于缺少足够的救生艇，1500人葬生海底，造成了当时在和平时期最严重的一次航海事故，也是迄今为止最著名的一次海难。

    电影《泰坦尼克号》就是根据这一真实的故事拍摄的。自从影片“泰坦尼克号”播出，并获得到奥斯卡金像奖以来，似乎在一夜之间发生在本世纪初的世界上最大的海难沉船事故，变成了亿万人关心的话题。在当时，这艘被设计者号称为“永不沉没的水上城堡”，竟然在与一座缓慢移动的冰山擦边相撞后，很快沉没，遇难一千多人，那段绮丽的爱情故事也永远没有了续集，给人们留下了不少的遗憾与惋惜。有多少人在慨叹如果那艘船能不沉该多好，又有多少人在探索沉船的缘由。

    有人认为，就当时的设计和制造水平来说，这艘船几乎是完美无缺的，可为什么会沉船呢？人们开始怀疑在材料的使用上也许存在着隐患。在当时英国的炼钢水平属世界领先水平，完全可以提供造船用的厚钢板。可是这种在高温下轧制出来的钢板在靠近北极的冰冷海水中使用性能会不会变化呢？这个问题在事后经过了很长时间方得以解决，用现代材料科学术语来说，叫做“材料的低温脆性”，即材料在低温下会变得很脆，很容易断裂。

    钢铁材料中有最基本的五大元素，即碳、硅、锰、磷、硫。其中除前三种是不可缺少的有用元素外，另外两个元素磷和硫，通常被当做“坏份子”清除掉，清除得越干净越好。这是因为硫的缺点是怕热，温度一高它就会变软，破坏了钢的强度。而磷正相反，是怕冷，温度一低，它就会变脆，也破坏了钢的强度。从技术上讲，现代炼钢一般要求磷越少越好，人们推测在本世纪初要把钢中磷的含量降到很低是十分困难的。即使你用很厚的钢板造船，在低温下，由于材料含磷量高而变脆，冰山从侧面一撞，就被划出一个大口子，“泰坦尼克号”也就难逃厄运了。

    二战时期，因军事上的需要，对舰船用的钢板提出了更高的要求。科学家在努力降低磷的同时，在钢中添加了少量的镍、铜、钼等元素，研制出在低温下保持良好性能的专用新材料──低合金高强度船用钢板，从而解决了低温脆性这一难题。

人们设想，如果当时就有这种新材料，那么泰坦尼克号被冰山划破的口子也许不会那么大，轮船也许不会沉得那么快，遇难的人也许不会那么多，那段绮丽的爱情故事也许会有更动人的续篇。现在类似的高强度薄钢板已用在汽车外壳上，既减少重量又保护了人身安全。

                                           摘自《功勋卓越的金属材料》